Bariu metal (1)

1, Introducere de bază

nume chinezesc:Bariu, nume englezesc:Bariu, simbolul elementuluiBa, numărul atomic 56 în tabelul periodic, este un element de metal alcalino-pământos din grupul IIA cu o densitate de 3,51 g/centimetru cub, un punct de topire de 727 ° C (1000 K, 1341 ° F) și un punct de fierbere de 1870 ° C (2143 K, 3398 ° F). Bariul este un metal alcalino-pământos cu un luciu alb argintiu, cu o culoare flacără de verde galben, moale și ductil.Bariuare proprietăți chimice foarte active și poate reacționa cu majoritatea nemetalelor.Bariunu a fost niciodată găsită ca o singură substanță în natură.Bariusarurile sunt toxice cu exceptiabariusulfat. In plus,bariu metalicare o reductibilitate puternică și poate reduce majoritatea oxizilor, halogenurilor și sulfurilor metalice pentru a obține metalele corespunzătoare. Conținutul debariuîn crustă este de 0,05%, iar cele mai comune minerale din natură sunt baritul (bariusulfat) și witherit (bariucarbonat). Bariul este utilizat pe scară largă în domenii precum electronică, ceramică, medicină și petrol.

2、 Descoperirea luiBariuși starea de dezvoltare a ChineiBariuIndustrie

1. O scurtă istorie a descopeririibariu

Sulfurile de metal alcalino-pământos prezintă fosforescență, ceea ce înseamnă că ele continuă să emită lumină în întuneric pentru o perioadă de timp după ce au fost expuse la lumină. Tocmai din cauza acestei caracteristicibariucompușii au început să primească atenție.

În 1602, V. Casiorolus, un cizmar din Bologna, Italia, a descoperit că o barită care conțineabariusulfatul a emis lumină în întuneric după prăjirea lui cu substanțe combustibile. Acest fenomen a trezit interesul chimiștilor europeni. În 1774, chimistul suedez CW Scheele a descoperit un nou element în barit, dar nu a reușit să-l separe, doar oxidul acelui element. În 1776, Johan Gottlieb Gahn a izolat acest oxid într-un studiu similar. Baryta a fost denumită inițial barote de către Guyton de Morveau, iar mai târziu redenumită baryta (pământ greu) de către Antoine Lavoisier. În 1808, chimistul britanic Humphry Davy a folosit mercurul ca catod, platina ca anod și baritul electrolizat (BaSO4) pentru a producebariuamalgam. După distilare pentru îndepărtarea mercurului, a fost obținut și numit un metal cu puritate scăzutăbariu.

Aplicațiile industriale au, de asemenea, o istorie de peste o sută de ani

Încă de la mijlocul secolului al XIX-lea, oamenii au început să folosească baritul (un mineral important pentru producerebariuşibariucompuși) ca umplutură pentru vopsele. Din acest secol, baritul a devenit principala materie primă pentru fabricarea diverselorbariucare conțin produse chimice. Datorită proporției sale semnificative, proprietăților chimice stabile și insolubilă în apă și acizi, baritul a fost folosit ca agent de ponderare pentru noroiul de foraj de petrol și gaz încă din anii 1920.Bariusulfatul este folosit la producerea pigmenților albi și poate fi folosit ca umplutură și colorant pentru cauciuc.

2. Situația Chineibariuindustrie

Comunbariusarurile includbariusulfat,bariunitrat, clorură de bariu,bariucarbonat,bariucianura etc.BariuProdusele de sare sunt utilizate în principal în industria electronică ca aditivi pentru tuburile de imagine color și materialele magnetice.

În prezent, China a devenit cel mai mare producător mondial debariusăruri. Capacitatea globală de producție anuală debariucarbonat este de aproximativ 900000 de tone, cu o producție de aproximativ 700000 de tone, în timp ce capacitatea de producție anuală a Chinei este de aproximativ 700000 de tone, cu o producție anuală de aproximativ 500000 de tone, reprezentând peste 70% din totalul global.bariucapacitatea de producție și producție de carbonat. a Chineibariuprodusele carbonatate au fost exportate în cantități mari de mult timp, iar China a devenit cel mai mare exportator mondial debariucarbonat.

Problemele cu care se confruntă dezvoltareaBariuIndustria sării în China

Deși China este cel mai mare producător și exportator din lume debariucarbonat, nu este un producător puternic de carbonat de bariu. În primul rând, există puține la scară largăbariuîntreprinderi de producție de carbonat în China și există foarte puține întreprinderi care au realizat producție pe scară largă; În al doilea rând, a Chineibariuprodusele carbonatate au o singură structură și lipsesc produse de înaltă tehnologie. Deși unele fabrici cercetează și produc în prezent de înaltă puritatebariucarbonat, stabilitatea acestuia este slabă. Pentru produse de înaltă puritate, China trebuie să importe și de la companii precum Germania, Italia și Japonia. În plus, în ultimii ani, unele țări au devenit noi exportatori debariucarbonat, cum ar fi Rusia, Brazilia, Coreea de Sud și Mexic, ceea ce duce la supraoferta la nivel internaționalbariupiața carbonatului, care a avut un impact uriaș asupra Chineibariuindustria carbonatului. Producătorii sunt dispuși să reducă prețurile pentru a supraviețui. În același timp, întreprinderile de export chineze se confruntă și cu anchete antidumping din străinătate. Odată cu îmbunătățirea continuă a cerințelor de protecție a mediului, unelebariuÎntreprinderile de producție de sare din China se confruntă, de asemenea, cu probleme de protecție a mediului. În scopul de a promova dezvoltarea Chineibariuindustria sării,bariuÎntreprinderile de producție de sare din China ar trebui să ia protecția mediului și siguranța ca fundație, să cerceteze continuu și să introducă tehnologii avansate și să dezvolte noi produse care să îndeplinească cerințele vremurilor și să aibă un conținut tehnologic ridicat.

Date de producție și export de barit în China

Potrivit datelor de la United States Geological Survey, producția de barit în China a fost de aproximativ 41 de milioane de tone în 2014. Conform statisticilor vamale chineze, din ianuarie până în decembrie 2014, China a exportat 92588597 kilograme debariusulfat, o creștere de 0,18% față de aceeași perioadă a anului trecut. Valoarea cumulată a exportului a fost de 65496598 dolari SUA, în creștere cu 20,99% față de aceeași perioadă a anului trecut. Prețul unitar de export a fost de 0,71 dolari SUA pe kilogram, în creștere cu 0,12 dolari SUA pe kilogram față de aceeași perioadă a anului trecut. Printre acestea, în decembrie 2014, China a exportat 8768648 kilograme debariusulfat, o creștere de 8,19% față de aceeași perioadă a anului trecut. Suma exportului a fost de 8385141 dolari SUA, în creștere cu 5,1% față de aceeași perioadă a anului trecut.

Conform datelor vamale chineze, în iunie 2015, China a exportat 170 000 de tone debariusulfat, o scădere de 1,7% față de aceeași perioadă a anului trecut; În prima jumătate a anului, volumul cumulat de export a fost de 1,12 milioane tone, în scădere cu 6,8% față de aceeași perioadă a anului trecut; Aceeași cantitate de export a scăzut cu 5,4%, respectiv 9% față de aceeași perioadă a anului trecut.

3, Distribuția și producția de resurse de bariu (barit).

1. Distribuția resurselor de bariu

Conținutul debariuîn crustă este de 0,05%, ocupându-se pe locul 14. Principalele minerale din natură sunt baritul (bariusulfat BaSO4) și witherit (bariucarbonat BaCO3). Dintre acestea, baritul este cel mai comun mineral de bariu, care este compus dinbariusulfat și apare în venele hidrotermale la temperatură joasă, cum ar fi venele de baritic de cuarț, venele de baritic de fluorit etc. Toxicitul este un alt importantbariuconţinând minerale în natură, pe lângă baritul, iar componenta sa principală estebariucarbonat.

Potrivit datelor de la United States Geological Survey din 2015, resursa globală de barit este de aproximativ 2 miliarde de tone, din care 740 de milioane de tone sunt dovedite. Rezervele globale de barit sunt de 350 de milioane de tone. China este țara cu cele mai abundente resurse de barit. Alte țări cu resurse bogate de barit includ Kazahstan, Türkiye, India, Thailanda, Statele Unite și Mexic. Surse celebre de barită din lume includ Westman Land în Marea Britanie, Felsbonne în România, Saxonia în Germania, Tianzhu în Guizhou, Heifenggou în Gansu, Gongxi în Hunan, Liulin în Hubei, Xiangzhou în Guangxi și Shuiping în Shaanxi.

Potrivit datelor de la United States Geological Survey în 2015, producția globală de barit a fost de 9,23 milioane de tone în 2013 și a crescut la 9,26 milioane de tone în 2014. În 2014, China a fost cel mai mare producător de barit, cu o producție de 4,1 milioane de tone. , reprezentând aproximativ 44,3% din producția totală globală. India, Maroc și Statele Unite ocupă locul al doilea, al treilea și, respectiv, al patrulea, cu o producție de 1,6 milioane de tone, 1 milion de tone și 720000 de tone.

2. DistribuireaBariuResurse în China

China este bogată înbariuresurse de minereu, cu o rezervă totală estimată de peste 1 miliard de tone. Mai mult, gradul de minereu de bariu este relativ ridicat, iar rezervele și producția acestuia sunt în prezent pe primul loc în lume. Cel mai comunbariucare conține minerale în natură este baritul. Rezerva globală de barit este de 350 de milioane de tone, în timp ce rezerva de barită din China este de 100 de milioane de tone, reprezentând aproximativ 29% din rezerva globală totală și ocupând primul loc în lume.

Conform datelor din „Explorarea principalelor zone de concentrare minerală și a potențialului de resurse ale minelor de barit din China” (Chemical Mineral Geology, 2010), China este bogată în resurse de barit, distribuite în 24 de provincii (regiuni) la nivel național, cu rezerve și clasament de producție. primul din lume. Există 195 de zone miniere cu rezerve dovedite în China, cu o rezervă totală de resurse confirmată de 390 de milioane de tone de minereu. Din distribuția provincială (regională) a baritului, provincia Guizhou are cele mai multe mine de barită, reprezentând 34% din rezervele totale ale țării; Hunan, Guangxi, Gansu, Shaanxi și alte provincii (regiuni) ocupă locul al doilea. Cele cinci provincii de mai sus reprezintă 80% din rezervele naționale. Tipul zăcământului este preponderent sedimentar, reprezentând 60% din totalul rezervelor. În plus, există și tipuri de strat controlat (endogenetic), sedimentare vulcanice, hidrotermale și meteorizate (pantă reziduală). Perioada de mineralizare a fost în principal în epoca paleozoică, iar zăcămintele de barit s-au format și în perioadele cenozoice sinian și mezozoic.

Caracteristicile resurselor minerale de barit din China

Din punct de vedere cantitativ, mineralele baritice din China sunt distribuite în principal în regiunea centrală; În ceea ce privește gradul, aproape toate mineralele bogate sunt concentrate în principal în Guizhou și Guangxi; Din perspectiva zăcămintelor de minereu, zăcămintele de barit din China sunt în principal mari și mijlocii. Doar cele două zone miniere Guizhou Tianzhu Dahe Bian și Hunan Xinhuang Gongxi reprezintă mai mult de jumătate din rezervele din aceste zone. Adesea, un singur tip de barită este tipul principal de minereu, iar compoziția minerală și raportul compoziției chimice sunt relativ simple și pure, cum ar fi mina de barită Hunan Xinhuang Gongxi. În plus, există și rezerve mari de minerale co și asociate care pot fi utilizate cuprinzător.

4, Procesul de producție de bariu

1. Pregătireabariu

Producția de bariu metalic în industrie include două etape: producția de oxid de bariu și producerea de bariu metalic prin reducerea termică a metalelor (reducerea aluminotermă).

(1) Pregătireabariuoxid

Minereu de baritic de înaltă calitate necesită mai întâi selecția manuală și flotarea, urmate de îndepărtarea fierului și a siliciului pentru a obține un concentrat care conține mai mult de 96%bariusulfat. Se amestecă pulbere minerală cu o dimensiune mai mică de 20 de ochiuri și pulbere de cocs de cărbune sau de petrol într-un raport de greutate de 4:1 și calcină la 1100 ℃ într-un cuptor cu reverberație.Bariusulfatul este redus la sulfură de bariu (cunoscută în mod obișnuit ca „cenuşă neagră”), care este levigat cu apă fierbinte pentru a obține o soluție de sulfură de bariu. Pentru a transforma sulfura de bariu în precipitarea carbonatului de bariu, este necesar să se adauge carbonat de sodiu sau să se introducă dioxid de carbon în soluția apoasă de sulfură de bariu. Se amestecă carbonat de bariu cu pulbere de carbon și calcină la peste 800 ℃ pentru a obține oxid de bariu. Trebuie remarcat faptul că oxidul de bariu se oxidează pentru a forma peroxid de bariu la 500-700 ℃, iar peroxidul de bariu se poate descompune pentru a formabariuoxid la 700-800 ℃. Prin urmare, pentru a evita producerea de peroxid de bariu, produsele calcinate trebuie să fie răcite sau stinse sub protecție cu gaz inert.

(2) Producția debariu metalprin metoda de reducere aluminotermă

Există două reacții pentru reducerea aluminiuluibariuoxid datorită diferitelor ingrediente:

6BaO+2Al → 3BaO • Al2O3+3Ba ↑

Sau: 4BaO+2Al → BaO • Al2O3+3Ba ↑

La temperaturi cuprinse între 1000 și 1200 ℃, aceste două reacții produc foarte puținbariu, deci este necesar să folosiți o pompă de vid pentru a transfera continuubariuvapori din zona de reacție în zona de condensare pentru ca reacția să se desfășoare continuu spre dreapta. Reziduul după reacție este toxic și poate fi aruncat numai după tratament.

2. Prepararea compușilor de bariu obișnuiți

(1) Metoda de preparare abariucarbonat

① Metoda de carbonizare

Metoda de carbonizare implică în principal amestecarea baritului și cărbunelui într-o anumită proporție, zdrobirea lor într-un cuptor rotativ și prăjirea și reducerea lor la 1100-1200 ℃ pentru a obține topitură de sulfură de bariu. Dioxidul de carbon este introdus înbariusoluție de sulfură pentru carbonizare și cea obținutăbariususpensia de carbonat este supusă spălării cu desulfurare și filtrării în vid. Apoi, este uscat și zdrobit la 300 ℃ pentru a obține produsul finit cu carbonat de bariu. Această metodă este adoptată de majoritatea producătorilor datorită procesului său simplu și costului redus.

② Metoda de descompunere complexă

Produsul final albariucarbonatul poate fi obținut prin reacția de dublă descompunere dintre sulfura de bariu și carbonatul de amoniu, sau prin reacția dintre clorura de bariu și carbonatul de potasiu. Produsul rezultat este apoi spălat, filtrat, uscat etc.

③ Legea Petrochimică Toxică Grea

Pulberea toxică de minereu greu reacţionează cu sare de amoniu pentru a genera solubilbariusare, iar carbonatul de amoniu este reciclat pentru utilizare. Solubilulbariuse adaugă sare la carbonatul de amoniu pentru a precipita carbonatul de bariu rafinat, care este filtrat și uscat pentru a produce un produs finit. În plus, lichidul mamă obținut poate fi reciclat și refolosit.

(2) Metoda de preparare abariutitanat

① Metoda în fază solidă

Bariutitanatul poate fi preparat prin calcinarebariucarbonat și dioxid de titan, care pot fi dopate cu orice alt material.

② Metoda de coprecipitare

Dizolvabariuclorură și tetraclorură de titan într-un amestec de substanțe egale, se încălzește la 70 ° C, apoi se picura acid oxalic pentru a obține un precipitat de hidratat.bariutitanat [BaTiO (C2O4) 2-4H2O]. Se spală, se usucă și apoi se piroliză pentru a obține titanat de bariu.

(3) Metoda de preparare abariuclorură

Procesul de producție albariuclorura include în principal metoda acidului clorhidric,bariumetoda carbonatului, metoda clorurii de calciu și metoda clorurii de magneziu conform diferitelor metode sau materii prime.

① Metoda acidului clorhidric.

②Bariumetoda carbonatului. Fabricat din piatră ofilit (carbonat de bariu) ca materie primă.

③ Metoda clorurii de calciu. Reducerea unui amestec de barită și clorură de calciu cu carbon.

În plus, există metoda clorurii de magneziu. Preparat prin tratarebariusulfură cu clorură de magneziu.